Targeted Metabolomics Profile Sow Milk Components using ultra performance liquid chromatograph-tandem mass spectrometry

Význam tématu

V chovu prasat má kvalita a složení mléka klíčový vliv na růst a zdraví selat. Cílená metabolomika umožňuje detailní stanovení malých a středně velkých molekul v mléce (aminokyseliny, sacharidy, lipidy) a pomáhá odhalit rozdíly mezi vysoce a nízkoprodukčními skupinami prasnic.

Cíle a přehled studie

Studie sledovala metabolický profil mléka prasnic v šesti časových bodech laktace (D0, D3, D5, D7, D14, D21). Hlavními cíli byly:

• Identifikace a kvantifikace klíčových metabolitů v kolostru a zralém mléce
• Porovnání metabolitického profilu mezi prasnicemi s vysokou a nízkou laktací
• Určení potenciálních biomarkerů pro hodnocení kvality mléka a laktace

Metodika a použitá instrumentace

Vzorky mléka byly ošetřeny přidáním interní standardní látky (MES) a vysráženy acetonitrilem. Po centrifugaci (12 000 rpm, 10 min, –20 °C) byla část supernatantu analyzována:

• UHPLC: column PFPP (2,0 mm × 150 mm, 3 µm), gradient voda/formiová kyselina – acetonitril/formiová kyselina
• MS/MS: Shimadzu LCMS-8050, ESI v režimu MRM
• Softwarové zpracování: Primary Metabolites Method Package, Traverse MS
• Kvalitativní kontrola (QC) pro ověření stability a opakovatelnosti (RSD < 15 %)

Hlavní výsledky a diskuse

Metabolomickou analýzou bylo cíleně sledováno 58 primárních metabolitů včetně aminokyselin, nukleotidů a karnitinů. Klíčové poznatky:

• PLS-DA ukázala výrazné odlišení časových bodů D0, D14 a D21, střední laktaci D3–D7 charakterizoval přechodný profil
• V kolostru byly významně odlišné metabolity mezi vysokou a nízkou laktací: kreatinin, glutamin, tyrosin, histamin (p<0,05)
• Ve zralém mléce dominovaly rozdíly u kreatinu, glutaminu, glutamové kyseliny, 4-hydroxyprolinu
• Cesta metabolismu ukázala klíčovou roli aminokyselin argininu, prolinu, alaninu, aspartátu a glutamátu jako biomarkerů laktace

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Identifikovat metabolické biomarkery pro hodnocení laktace a výživových potřeb selat
• Optimalizovat krmné směsi a nutriční doplňky pro zlepšení růstu selat
• Monitorovat fyziologický stav prasnic během laktace

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné směry vývoje:

• Integrace metabolomiky s genomikou a proteomikou pro komplexnější pohled na laktaci
• Automatizované vysokopropustné platformy pro rutinní monitoring mléčné produkce
• Rozšíření aplikace na mléka jiných hospodářských zvířat a lidské mateřské mléko

Závěr

Cílená metabolomika pomocí UHPLC-MS/MS prokázala vysokou efektivitu při charakterizaci složení mléka prasnic a identifikaci klíčových aminokyselin jako potenciálních biomarkerů laktace. Vysoce laktující prasnice vykazovaly aktivnější sekreci argininu, prolinu, alaninu, aspartátu a glutamátu, což může sloužit k cílené nutriční podpoře selat.

Použitá instrumentace

• UHPLC-MS/MS systém Shimadzu LCMS-8050
• Kolona PFPP 2,0 mm × 150 mm, 3 µm
• Software Primary Metabolites Method Package a Traverse MS